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染料废水处理方法研究进展摘要:染料作为环境的重要污染源可通过食物链直接或间接影响人们的身体健康。本文介绍了染料污染的特点、危害及处理方法指出生物处理染料废水技术的优越性并且着重介绍了真菌及漆酶处理染料废水技术的机理。关键词:染料;细菌;真菌;漆酶中图分类号:X703文献标识码:A1物化处理方法治理染料污染常用的方法有物化法和生物法。其中常用的物化法有絮凝沉淀、电化学、吸附等方法。絮凝沉淀法是指在染料废水中投加铝、铁盐等絮凝剂使其水解形成带高电荷的羟基化合物它们对水中憎水性染料分子如硫化染料、还原染料、分散染料的混凝效果较好而对酸性染料、活性染料、特别是对小分子量、单偶氮键、含数个磺酸基的水溶性染料的混凝脱色效率较差。电化学法采用石墨、钛板等作极板以NaCl、Na2SO4或水中原有盐类作导电介质对染料废水通电电解阳极产生O2或Cl2阴极产生H2。新生态氧或NaClO的氧化作用及H2的还原作用破坏了染料分子结构而脱色此法属于电解法。以Fe、Al作阳极由电极反应产生Fe2+及Al3+其水解产物形成凝絮通过对染料分子的氧化还原及粘附作用而脱色絮体由阴极产生的H2浮上此法属于电气浮法;这两种方法对含-SO3-基团及N=N双键的可溶性酸性染料活性染料均有良好的脱色作用但该法消耗的电能较大。吸附法是利用吸附剂如活性炭、硅聚物、高岭土、工业炉渣等吸附废水中染料的方法。不同的吸附剂对染料吸附有选择性。活性炭吸附效果好但费用较高。2生物处理方法生物法处理废水一直被认为是经济、高效、安全、环境友好、易于操作、适于大规模废水处理的方法。物化学法对废水色度去除率较高但存在处理费用高、可能引起二次污染的问题。而生物学方法处理具有投资少运转费用低处理效果好操作简单等优点所以印染废水处理中大多采用生物氧化法。自二十世纪七十年代以来国内对含染料废水的处理以生物法为主其中尤以好氧生物处理法占绝大多数。生物法脱色主要是利用微生物产生的酶类来氧化或还原染料分子破坏其不饱和键及发色基团从而达到脱色的目的。脱色微生物一般对染料具有专一性其脱色过程分两阶段完成先是染料分子的吸附和富集接着再进行生物降解。染料分子通过一系列氧化、还原、水解、化合等生命活动最终被降解成简单无机物或转化为各种营养物质及原生质。总体而言由于含染料废水的低生物可降解性和高生物毒性传统的活性污泥处理系统对废水的色度去除率不高一般在50%左右。目前主要从两方面研究染料的生物脱色技术:一是对常规的废水处理系统进行改进和组合优化以达到脱色的目的;二是筛选高效降解菌或者人工构建具有降解能力的菌株使降解和脱色在短时间内完成以提高处理效率降低成本。所筛选的微生物包括细菌、酵母菌、丝状真菌、放线菌和藻类它们分别可以通过吸附或降解两种不同的作用方式对染料进行脱色。2.1细菌对染料的脱色很多细菌能够对染料进行有效降解和脱色这些细菌主要分布在气单胞菌属、假单胞菌属、芽孢杆菌属、红球菌属、志贺菌属和克雷伯氏菌属中多为好氧生长但在厌氧条件下也可以产生偶氮还原酶表现出最大的脱色活性。细菌在厌氧条件下产生的偶氮还原酶具有较低的底物专一性能够还原染料分子中高亲电子的偶氮键产生无色的芳香胺。产生的芳香胺会阻止厌氧矿化的进一步发生并且在环境中滞留会对动物产生毒性和致突变性。对细菌降解染料的机理以及脱色关键酶的进一步研究对印染废水的脱色处理将具有重大的理论意义及实际应用价值。在染料废水的生物处理中由于降解对象的复杂结构和毒性导致常规细菌新陈代谢受到较大抑制好氧细菌对难降解有机物的降解作用非常有限厌氧细菌虽然对某些有机物降解有效但有生成毒性更强的苯胺类有机物的危险而且苯胺难以进一步降解常规细菌用于染料废水的处理效果不理想。目前已报道了一些能有效降解染料的细菌种类筛选到的染料脱色菌中细菌常常是对某一特定结构染料具有脱色能力对于染料种类繁多且变化频繁的染料废水细菌的脱色降解能力仍显不够。2.2藻类对染料的脱色藻类用于污水处理是Oswald等在1957年提出的并逐渐得到了广泛研究。国内刘金齐在1992年研究了藻对偶氮染料的降解作用实验结果表明藻对多种偶氮染料具有一定的降解作用其降解程度与染料的结构和藻的种类等因素有关。通过降解机理的研究表明藻能够利用偶氮还原酶作用于偶氮染料的偶氮双键使其断裂形成芳香胺类中间产物。藻类还会将偶氮染料分解出的芳香胺等物质进一步降解为简单化合物或二氧化碳。该研究结果表明在氧化塘中藻不仅起供氧作用还能够直接参与有机物质的降解。上述系统的基础性研究工作表明藻类可以利用某些偶氮化合物作为唯一的碳源和氮源。藻首先通过偶氮还原酶促使偶氮